DE102019119513B4 - Surge protection element and component arrangement for a surge protection element - Google Patents

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Abstract

Gezeigt ist ein Überspannungsschutzelement (1), mit einer Bauelementanordnung (2) aufweisend ein überspannungsschaltendes Bauelement (3) mit einem ersten Anschluss (7) und einem zweiten Anschluss (8) und ein Trägerelement (4) mit einem ersten Anschlussbereich (9) und einem zweiten Anschlussbereich (10). Das Bauelement (3) ist auf dem Trägerelement angeordnet. Der erste Anschluss (7) ist elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich (9) verbunden. Der zweite Anschluss (8) ist elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlussbereich (10) verbunden. Ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement (11) mit einem ersten Kontaktbereich (12) und mit einem zweiten Kontaktbereich (13) ist vorgesehen. Das Verbindungselement (11) weist im zweiten Kontaktbereich (13) eine elektrisch isolierende, thermisch aufschmelzbare Beschichtung (14) auf, steht mit seinem zweiten Kontaktbereich (13) in thermischen Kontakt mit dem Bauelement (3) und ist mit seinem ersten Kontaktbereich (12) elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich (9) des Trägerelements (4) verbunden. Im thermischen Normalzustand ist der zweite Kontaktbereich (13) durch die Beschichtung (14) elektrisch von dem zweiten Anschlussbereich (10) isoliert. Im thermischen Überlastzustand schmilzt die Beschichtung (14) auf, derart, dass der zweite Kontaktbereich (13) und der zweite Anschlussbereich (10) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, sodass insgesamt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlussbereichen (9, 10) des Trägerelements (4) realisiert ist und damit das Bauelement (3) kurzgeschlossen ist.Shown is an overvoltage protection element (1) with a component arrangement (2) having an overvoltage switching component (3) with a first connection (7) and a second connection (8) and a carrier element (4) with a first connection area (9) and a second connection area (10). The component (3) is arranged on the carrier element. The first connection (7) is connected to the first connection area (9) in an electrically conductive manner. The second connection (8) is connected to the second connection area (10) in an electrically conductive manner. An electrically conductive connecting element (11) with a first contact area (12) and with a second contact area (13) is provided. The connecting element (11) has an electrically insulating, thermally fusible coating (14) in the second contact area (13), is in thermal contact with the component (3) with its second contact area (13) and is in thermal contact with its first contact area (12) electrically conductively connected to the first connection area (9) of the carrier element (4). In the normal thermal state, the second contact area (13) is electrically insulated from the second connection area (10) by the coating (14). In the thermal overload state, the coating (14) melts in such a way that the second contact area (13) and the second connection area (10) are connected to one another in an electrically conductive manner, so that an overall electrically conductive connection between the two connection areas (9, 10) of the carrier element (4) is realized and thus the component (3) is short-circuited.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement mit einer Bauelementanordnung. Zudem betrifft die Erfindung eine Bauelementanordnung.The invention relates to an overvoltage protection element with a component arrangement. The invention also relates to a component arrangement.

Überspannungsschutzelemente sind in einer Vielzahl aus dem Stand der Technik bekannt und dienen zum Schutz von Strompfaden und/oder Verbrauchern vor auftretenden Überspannungen.A large number of overvoltage protection elements are known from the prior art and serve to protect current paths and / or consumers from overvoltages that occur.

Eine Vielzahl der Überspannungsschutzelemente weisen ein überspannungsschaltendes Bauelement - beispielsweise einen Gasableiter - auf. Ein überspannungsschaltendes Bauelement weist in der Regel einen hermetisch abgeschlossenen Brennraum auf, der mit einem Edelgas gefüllt ist und agiert wie ein spannungsabhängiger elektronischer Schalter. Liegt an dem überspannungsschaltenden Bauelement eine Spannung an, die die das überspannungsschaltende Bauelement charakterisierende Zündspannung überschreitet, bildet sich in dem Brennraum ein Lichtbogen aus. Über den so entstandenen Gas-Plasma-Kanal erfolgt ein Stromdurchgang durch das überspannungsschaltende Bauelement, es wird elektrisch leitend.A large number of the overvoltage protection elements have an overvoltage-switching component - for example a gas discharge tube. An overvoltage switching component usually has a hermetically sealed combustion chamber that is filled with an inert gas and acts like a voltage-dependent electronic switch. If a voltage is applied to the overvoltage-switching component which exceeds the ignition voltage characterizing the overvoltage-switching component, an arc is formed in the combustion chamber. The resulting gas-plasma channel causes a current to pass through the overvoltage-switching component; it becomes electrically conductive.

Beim Abklingen der anliegenden Spannung unterhalb einer für das Bauelement charakteristischen Bogenbrennspannung erlöscht der Lichtbogen und der Innenwiderstand des überspannungsschaltenden Bauelements steigt wieder auf seinen Anfangswert, das überspannungsschaltende Bauelement wird wieder elektrisch isolierend.When the applied voltage subsides below an arc voltage characteristic of the component, the arc is extinguished and the internal resistance of the overvoltage-switching component rises again to its initial value, the overvoltage-switching component becomes electrically insulating again.

In manchen Anwendungsfällen erlischt der Lichtbogen jedoch nicht selbständig, was zu einer starken Erhitzung des überspannungsschaltenden Bauelements führt. Die Erhitzung kann hierbei so stark sein, dass das überspannungsschaltende Bauelement in Brand gerät. Folglich ist es notwendig, den Lichtbogen durch zusätzliche Einwirkungen zu löschen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kurzschlussbügel zum Kurzschließen des überspannungsschaltenden Bauelements und damit zum Löschen des Lichtbogens zu verwenden. Die Kurzschlussbügel sind auf das überspannungsschaltende Bauelement beispielsweise aufgesteckt und so ausgestaltet, dass beim Erreichen einer kritischen Temperatur der Kurzschlussbügel auslöst und die beiden Elektroden des überspannungsschaltenden Bauelements kurzschließt. Durch den Kurzschluss fließt der Strom nun über den Kurzschlussbügel, sodass der Lichtbogen erlischt.In some applications, however, the arc does not go out automatically, which leads to excessive heating of the overvoltage-switching component. The heating can be so strong that the overvoltage switching component catches fire. As a result, it is necessary to extinguish the arc with additional actions. It is known from the prior art to use short-circuit bars to short-circuit the overvoltage-switching component and thus to extinguish the arc. The short-circuit clips are attached to the overvoltage-switching component, for example, and are designed in such a way that when a critical temperature is reached the short-circuit clip is triggered and the two electrodes of the overvoltage-switching component are short-circuited. As a result of the short circuit, the current now flows through the short-circuit bar so that the arc is extinguished.

Aus der EP 0 548 587 A1 ist ein Überspannungsschutzelement mit einer Bauelementanordnung bekannt. Die Bauelementanordnung weist einen Gasableiter als überspannungsschaltendes Bauelement auf, der auf einer Kontaktschiene angeordnet ist. Um den Gasableiter kurzschließen zu können, ist eine Vorrichtung vorgesehen, die aus einem mit einer ersten Elektrode verbundenen Federkontakt und einem mit der zweiten Elektrode des Gasableiters verbundenen Ableiterkontakt besteht. Zwischen dem Federkontakt und dem Ableiterkontakt ist ein thermisch aufschmelzbarer Abstandhalter angeordnet, der den Federkontakt in einem gespannten Zustand hält. Bei übermäßiger Erwärmung schmilzt der Abstandhalter, sodass der Federkontakt mit dem Ableiterkontakt in Verbindung gebracht wird und so der Gasableiter kurzgeschlossen wird.From the EP 0 548 587 A1 an overvoltage protection element with a component arrangement is known. The component arrangement has a gas arrester as an overvoltage-switching component, which is arranged on a contact rail. In order to be able to short-circuit the gas discharge tube, a device is provided which consists of a spring contact connected to a first electrode and a discharge contact connected to the second electrode of the gas discharge tube. A thermally fusible spacer, which keeps the spring contact in a tensioned state, is arranged between the spring contact and the diverter contact. In the event of excessive heating, the spacer melts, so that the spring contact is connected to the arrester contact and the gas arrester is short-circuited.

Ein Gasableiter mit einem Kurzschlussbügel ist beispielsweise aus der DE 10 2011 052 689 A1 bekannt. Der Kurzschlussbügel ist entgegen der Kraft einer vorgespannten Kurzschlussfeder durch eine Lötstelle in Position gehalten. Steigt die Temperatur des Gabsableiters auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Lötstelle an, so schmilzt diese auf, wodurch die Kurzschlussfeder in einen entspannten Zustand übergeht und den Kurzschlussbügel in eine derartige Position verbringt, dass der Gasableiter kurzgeschlossen wird.A gas arrester with a shorting clip is for example from the DE 10 2011 052 689 A1 known. The short-circuit clip is held in position against the force of a pre-tensioned short-circuit spring by a soldered joint. If the temperature of the gas arrester rises to a temperature above the melting temperature of the solder joint, it melts, as a result of which the short-circuit spring changes to a relaxed state and brings the short-circuit clip into a position such that the gas arrester is short-circuited.

Aus der DE 10 2008 035 903 A1 ist eine Bauelementanordnung bekannt, die einen Gasableiter und eine Kurzschlusseinrichtung aufweist, die an dem Gasableiter angeordnet ist und einen Kurzschlussbügel aufweist. Zwischen den Elektroden des Gasableiters und den jeweiligen Enden des Kurzschlussbügles ist eine thermisch schmelzbare, elektrisch isolierende Beschichtung vorgesehen, die bei übermäßiger Erwärmung aufschmilzt, wodurch die Elektroden mit den Enden des Kurzschlussbügels elektrisch leitend verbunden sind und der Gasableiter kurzgeschlossen wird.From the DE 10 2008 035 903 A1 a component arrangement is known which has a gas arrester and a short-circuit device which is arranged on the gas arrester and has a short-circuit clip. A thermally fusible, electrically insulating coating is provided between the electrodes of the gas arrester and the respective ends of the short-circuit clip, which melts when it is excessively heated, as a result of which the electrodes are connected to the ends of the short-circuit clip in an electrically conductive manner and the gas arrester is short-circuited.

Nachteilig an der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung ist, dass zur Realisierung einer Kurzschlusseinrichtung mit Kurzschlussbügel viele separate Komponenten - Kurzschlussbügel, Kurzschlussfeder, Lötstelle - realisiert und aufeinander abgestimmt werden müssen, was mit erhöhtem Kosten- und Fertigungsaufwand verbunden ist.The disadvantage of the solution known from the prior art is that in order to implement a short-circuit device with a short-circuit clip, many separate components - short-circuit clip, short-circuit spring, solder joint - have to be implemented and coordinated, which is associated with increased costs and manufacturing effort.

Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Überspannungsschutzelement mit einem überspannungsschaltenden Bauelement bereitzustellen, das auf vereinfachte Weise ein Löschen eines sich ausgebildeten Lichtbogens ermöglicht.Accordingly, the invention is based on the object of providing an overvoltage protection element with an overvoltage-switching component which, in a simplified manner, enables an arc that has formed to be extinguished.

Die Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsschutzelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Bauelementanordnung weist ein überspannungsschaltendes Bauelement und ein Trägerelement auf, wobei das überspannungsschaltende Bauelement einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei das Trägerelement einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweist und wobei das überspannungsschaltende Bauelement auf dem Trägerelement angeordnet ist und der erste Anschluss des überspannungsschaltenden Bauelements elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden ist und der zweite Anschluss des überspannungsschaltenden Bauelements elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden ist.The object is achieved with the overvoltage protection element described at the outset with the features of claim 1. The component arrangement has an overvoltage-switching component and a carrier element, the overvoltage-switching component having a first connection and a second connection wherein the carrier element has a first connection area and a second connection area and wherein the overvoltage-switching component is arranged on the carrier element and the first connection of the overvoltage-switching component is electrically conductively connected to the first connection area of the carrier element and the second connection of the overvoltage-switching component is electrically conductively connected to it is connected to the second connection area of the carrier element.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass bei dem Überspannungsschutzelement, bzw. bei der Bauelementanordnung des Überspannungsschutzelements, ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement vorgesehen ist, das zur Verbindung der beiden Anschlussbereiche des Trägerelements im thermischen Überlastzustand dient. Das elektrisch leitfähige Verbindungselement weist einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich auf, wobei das elektrisch leitfähige Verbindungselement im zweiten Kontaktbereich eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist. Die elektrisch isolierende Beschichtung ist thermisch aufschmelzbar. Mit seinem zweiten Kontaktbereich steht das elektrisch leitfähige Verbindungselement in - zumindest mittelbarem - thermischen Kontakt mit dem überspannungsschaltenden Bauelement. Erwärmt sich also das überspannungsschaltende Bauelement, so wird die Wärme auf den zweiten Kontaktbereich übertragen, insbesondere über den zweiten Kontaktbereich auf das elektrisch leitfähige Verbindungselement übertragen, das sich entsprechend ebenfalls erwärmt.According to the invention it is provided that an electrically conductive connecting element is provided in the overvoltage protection element or in the component arrangement of the overvoltage protection element, which is used to connect the two connection areas of the carrier element in the thermal overload state. The electrically conductive connecting element has a first contact area and a second contact area, the electrically conductive connecting element having an electrically insulating coating in the second contact area. The electrically insulating coating can be melted thermally. With its second contact area, the electrically conductive connecting element is in - at least indirect - thermal contact with the overvoltage-switching component. If the overvoltage-switching component heats up, the heat is transferred to the second contact area, in particular via the second contact area to the electrically conductive connecting element, which is likewise heated accordingly.

Mit seinem ersten Kontaktbereich ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden. Im Normalzustand, also in einem Zustand, in dem es zu keiner übermäßigen Erwärmung des überspannungsschaltenden Bauelements gekommen ist, ist der zweite Kontaktbereich des Verbindungselements durch die elektrisch isolierende Beschichtung elektrisch von dem zweiten Anschlussbereich des Trägerelements isoliert.With its first contact area, the electrically conductive connecting element is connected in an electrically conductive manner to the first connection area of the carrier element. In the normal state, i.e. in a state in which the overvoltage-switching component has not been excessively heated, the second contact area of the connecting element is electrically isolated from the second connection area of the carrier element by the electrically insulating coating.

Im thermischen Überlastzustand, also im Fall einer übermäßigen Erwärmung des überspannungsschaltenden Bauelements, schmilzt die elektrisch isolierende Beschichtung im zweiten Kontaktbereich auf, derart, dass der zweite Kontaktbereich des elektrisch leitfähigen Verbindungselements und der zweite Anschlussbereich des Trägerelements elektrisch leitend miteinander verbunden sind. So wird insgesamt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlussbereichen des Trägerelements realisiert. Durch die Realisierung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den beiden Anschlussbereichen des Trägerelements wird das überspannungsschaltende Bauelement kurzgeschlossen. Ein in dem überspannungsschaltenden Bauelement ausgebildeter Lichtbogen erlischt somit.In the thermal overload state, i.e. in the case of excessive heating of the overvoltage-switching component, the electrically insulating coating in the second contact area melts in such a way that the second contact area of the electrically conductive connection element and the second connection area of the carrier element are connected to one another in an electrically conductive manner. In this way, an electrically conductive connection is implemented overall between the two connection areas of the carrier element. The overvoltage-switching component is short-circuited by realizing the electrically conductive connection between the two connection areas of the carrier element. An arc formed in the overvoltage-switching component thus extinguishes.

Der zweite Kontaktbereich des elektrisch leitfähigen Verbindungselements und der zweite Anschlussbereich können in einer Ausgestaltung im Normalzustand zwar elektrisch voneinander isoliert, jedoch mechanisch miteinander verbunden sein.In one configuration, the second contact area of the electrically conductive connecting element and the second connection area can be electrically isolated from one another in the normal state, but can be mechanically connected to one another.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Trägerelement als Leiterplatte ausgebildet. Die Anschlussbereiche des Trägerelements sind entsprechend durch die Anschlusspads der Leiterplatte realisiert.In a preferred embodiment, the carrier element is designed as a printed circuit board. The connection areas of the carrier element are implemented accordingly by the connection pads of the circuit board.

Bevorzugt wird die Verbindung zwischen den Anschlussbereichen des Trägerelements und den Anschlüssen des überspannungsschaltenden Bauelements durch Lötverbindungen realisiert. Weiter bevorzugt ist der erste Kontaktbereich des elektrisch leitenden Verbindungselements ebenfalls über eine Lötverbindung - besonders bevorzugt die gleiche Lötverbindung - mit dem ersten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden. Der zweite elektrisch isolierte Kontaktbereich ist weiter bevorzugt ebenfalls über eine Lötverbindung mit dem zweiten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden.The connection between the connection areas of the carrier element and the connections of the overvoltage-switching component is preferably implemented by soldered connections. More preferably, the first contact area of the electrically conductive connection element is also connected to the first connection area of the carrier element via a soldered connection - particularly preferably the same soldered connection. The second electrically insulated contact area is further preferably also connected to the second connection area of the carrier element via a soldered connection.

In einer Ausgestaltung ist das überspannungsschaltende Bauelement als Gasableiter ausgebildet. Insbesondere ist der Gasableiter auf eine Leiterplatte aufgelötet, nämlich mit seinen Anschlüssen auf die Anschlusspads der Leiterplatte aufgelötet.In one configuration, the overvoltage-switching component is designed as a gas discharge tube. In particular, the gas discharge tube is soldered onto a printed circuit board, namely its connections are soldered onto the connection pads of the printed circuit board.

Das elektrisch leitfähige Verbindungselement ist in verschiedenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements unterschiedlich realisiert und ausgestaltet. In einer ersten Variante ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement als Metalldraht realisiert. Besonders bevorzugt ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement als Kupferdraht realisiert, da Kupfer ein sehr guter elektrischer Leiter ist.The electrically conductive connecting element is implemented and configured differently in different configurations of the overvoltage protection element according to the invention. In a first variant, the electrically conductive connecting element is implemented as a metal wire. The electrically conductive connecting element is particularly preferably implemented as a copper wire, since copper is a very good electrical conductor.

In einer ganz besonders bevorzugten Variante ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement als Metallflachdraht realisiert.In a particularly preferred variant, the electrically conductive connecting element is implemented as a flat metal wire.

In einer Variante wird das elektrisch leitfähige Verbindungselement durch einen beschichteten / lackierten Metalldraht oder Metallflachdraht realisiert. Der erste - elektrisch leitende - Kontaktbereich des Verbindungselements ist in einer Ausgestaltung durch eine Schnittkante am Ende des Metalldrahtes gebildet. An der Schnittfläche weist der Metalldraht entsprechend keine isolierende Beschichtung auf.In one variant, the electrically conductive connecting element is implemented by a coated / lacquered metal wire or flat metal wire. The first - electrically conductive - contact area of the connecting element is formed in one embodiment by a cut edge at the end of the metal wire. Accordingly, the metal wire does not have an insulating coating on the cut surface.

In einer weiteren - alternativen oder zusätzlichen - Variante, bei der ein beschichteter / lackierter Metalldraht verwendet wird, ist der erste Kontaktbereich dadurch realisiert, dass die Beschichtung in einem Bereich des Drahtes zerstört oder entfernt ist.In another - alternative or additional - variant, in which a coated / lacquered metal wire is used, the first Contact area realized in that the coating in one area of the wire is destroyed or removed.

Das elektrisch leitfähige Verbindungselement ist in einer weiteren Ausgestaltung durch einen Metalldraht oder Metallflachdraht realisiert, der nicht notwendigerweise vollständig - bis auf den ersten Kontaktbereich - beschichtet ist, der vielmehr im Bereich des zweiten Kontaktbereichs eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist. In einer Ausgestaltung weist der Metalldraht dann nur im zweiten Kontaktbereich eine elektrisch isolierende Beschichtung auf, in einer anderen Variante kann der Metalldraht auch in anderen Bereichen eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweisen.In a further embodiment, the electrically conductive connecting element is implemented by a metal wire or flat metal wire which is not necessarily completely coated - except for the first contact area - which rather has an electrically insulating coating in the area of the second contact area. In one embodiment, the metal wire then only has an electrically insulating coating in the second contact area; in another variant, the metal wire can also have an electrically insulating coating in other areas.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelementes ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement als Metalllitze realisiert. Besonders bevorzugt ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement als Kupferlitze realisiert. Durch die Realisierung als Metalllitze ergibt sich der Vorteil, dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement im Vergleich zu einem Metalldraht flexibler, insbesondere biegsamer ist.In a further preferred embodiment of the overvoltage protection element according to the invention, the electrically conductive connecting element is implemented as a metal strand. The electrically conductive connecting element is particularly preferably implemented as a copper braid. The realization as a metal strand has the advantage that the electrically conductive connecting element is more flexible, in particular more bendable, compared to a metal wire.

Auch die Ausgestaltung des Trägerelements kann erfindungsgemäß verschieden realisiert sein. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Trägerelement eine Ausnehmung zur Aufnahme des elektrisch leitfähigen Verbindungselements auf. Die Ausnehmung ist hierbei besonders bevorzugt so ausgebildet, dass sie das elektrisch leitfähige Verbindungselement seiner Länge nach vollständig aufnimmt. Entsprechend erstreckt sich die Ausnehmung in einer bevorzugten Ausgestaltung wenigstens von dem ersten Anschlussbereich des Trägerelements bis zu dem zweiten Anschlussbereich des Trägerelements.The design of the carrier element can also be implemented differently according to the invention. In a particularly preferred embodiment, the carrier element has a recess for receiving the electrically conductive connecting element. The recess is particularly preferably designed in such a way that it completely accommodates the electrically conductive connecting element along its length. Accordingly, in a preferred embodiment, the recess extends at least from the first connection area of the carrier element to the second connection area of the carrier element.

In einer Variante ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement in die Ausnehmung eingelegt. Bevorzugt ist das elektrisch leitfähige Verbindungselement nur in den Anschlussbereichen des Trägerelements mit dem Trägerelement verbunden. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Verbindungselement in wenigstens einem weiteren Verbindungsbereich mit dem Trägerelement verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Lötverbindung realisiert sein.In one variant, the electrically conductive connecting element is inserted into the recess. The electrically conductive connecting element is preferably connected to the carrier element only in the connection areas of the carrier element. In a further embodiment, the connection element is connected to the carrier element in at least one further connection area. The connection can be implemented, for example, by a soldered connection.

In einer weiteren Ausgestaltung entspricht die Breite der Ausnehmung im Wesentlichen der Dicke des elektrisch leitfähigen Verbindungselements, sodass das Verbindungselement in der Ausnehmung eingeklemmt ist und so in der Ausnehmung gehalten wird.In a further embodiment, the width of the recess essentially corresponds to the thickness of the electrically conductive connecting element, so that the connecting element is clamped in the recess and is thus held in the recess.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Ausnehmung im Querschnitt gesehen einen Hinterschnitt auf, sodass das elektrisch leitfähige Verbindungselement durch den Hinterschnitt in der Ausnehmung gehalten ist.In a further embodiment, the recess has an undercut seen in cross section, so that the electrically conductive connecting element is held in the recess by the undercut.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelementes ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung nicht nur von dem ersten Anschlussbereich bis zu dem zweiten Anschlussbereich des Trägerelements erstreckt, sondern dass sich die Ausnehmung über den zweiten Anschlussbereich des Trägerelements hinaus erstreckt. Die Länge der Ausnehmung ist entsprechend größer als der Abstand der beiden Anschlussbereiche. Der Abstand der beiden Anschlussbereiche bemisst sich als Länge der kürzesten Verbindung der beiden Anschlussbereiche.A particularly preferred embodiment of the overvoltage protection element according to the invention is characterized in that the recess not only extends from the first connection area to the second connection area of the carrier element, but that the recess extends beyond the second connection area of the carrier element. The length of the recess is correspondingly greater than the distance between the two connection areas. The distance between the two connection areas is measured as the length of the shortest connection between the two connection areas.

Besonders bevorzugt liegt das erste Ende der Ausnehmung im ersten Anschlussbereich und das zweite Ende der Ausnehmung liegt außerhalb des zweiten Anschlussbereichs. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann bevorzugt, wenn das leitfähige Verbindungselement als beschichteter Metalldraht oder als beschichtete Metalllitze realisiert ist. Die beiden Enden des Metalldrahtes oder der Metalllitze sind an der Schnittkante nicht beschichtet und somit elektrisch leitend. Der Metalldraht oder die Metalllitze kann dann in die Ausnehmung eingelegt sein und eine solche Länge aufweisen, dass sein erstes Ende im ersten Anschlussbereich liegt und sein zweites Ende über den zweiten Anschlussbereich hinausragt. Der erste Kontaktbereich wird durch die unbeschichtete Querschnittsfläche des ersten Endes des Metalldrahtes oder der Metalllitze realisiert. Die Querschnittsfläche des zweiten Endes des Metalldrahtes oder der Metalllitze liegt nicht im zweiten Anschlussbereich, sodass hier auch keine elektrisch leitende Verbindung hergestellt ist. Vielmehr liegt der Metalldraht oder die Metalllitze mit einem beschichteten Abschnitt in dem zweiten Anschlussbereich. Bei unzulässiger Erwärmung des überspannungsschaltenden Bauelements schmilzt die Beschichtung auf, sodass der Metalldraht in elektrisch leitenden Kontakt zum zweiten Anschlussbereich gebracht wird.The first end of the recess is particularly preferably in the first connection area and the second end of the recess is outside the second connection area. Such a configuration is particularly preferred when the conductive connecting element is implemented as a coated metal wire or as a coated metal strand. The two ends of the metal wire or the metal braid are not coated at the cut edge and are therefore electrically conductive. The metal wire or the metal braid can then be inserted into the recess and have a length such that its first end lies in the first connection area and its second end projects beyond the second connection area. The first contact area is realized by the uncoated cross-sectional area of the first end of the metal wire or the metal braid. The cross-sectional area of the second end of the metal wire or the metal braid does not lie in the second connection area, so that no electrically conductive connection is made here either. Rather, the metal wire or the metal braid with a coated section lies in the second connection area. In the event of impermissible heating of the overvoltage-switching component, the coating melts, so that the metal wire is brought into electrically conductive contact with the second connection area.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Überspannungsschutzgerätes bietet den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise ein Kurzschlussmechanismus für das überspannungsschaltende Bauelement realisiert wird. Insbesondere bietet die erfindungsgemäße Lehre den Vorteil, dass auf komplizierte Konstruktionen verzichtet werden kann, wodurch Material und Arbeitsaufwand gespart werden können. Insbesondere ergibt sich der weitere Vorteil, dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement und das Trägerelement vormontiert werden können, sodass bei vormontiertem Trägerelement das überspannungsschaltende Bauelement lediglich im Anschluss aufgelötet werden muss. Hierdurch ist ein einfacher Zusammenbau des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements gewährleistet. Zudem wirken auf das elektrisch leitfähige Verbindungselement keine vorspannenden Kräfte, welche eine Montage erschweren würden.The embodiment of the overvoltage protection device according to the invention offers the advantage that a short-circuit mechanism for the overvoltage-switching component is implemented in a simple manner. In particular, the teaching according to the invention offers the advantage that complicated constructions can be dispensed with, as a result of which material and labor can be saved. In particular, there is the further advantage that the electrically conductive connecting element and the carrier element can be preassembled, so that when the carrier element is preassembled, the overvoltage-switching component only needs to be soldered on afterwards. Through this a simple assembly of the overvoltage protection element according to the invention is guaranteed. In addition, there are no prestressing forces acting on the electrically conductive connecting element which would make assembly more difficult.

Die Erfindung betrifft neben dem Überspannungsschutzelement ebenfalls eine Bauelementanordnung für ein Überspannungsschutzelement. Die Bauelementanordnung weist ein überspannungsschaltendes Bauelement und ein Trägerelement auf, wobei das überspannungsschaltende Bauelement einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei das Trägerelement einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweist und wobei das überspannungsschaltende Bauelement auf dem Trägerelement angeordnet ist und der erste Anschluss des überspannungsschaltenden Bauelements elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden ist und der zweite Anschluss des überspannungsschaltenden Bauelements elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist bei der Bauelementanordnung dadurch gelöst, dass ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement mit einem ersten Kontaktbereich und mit einem zweiten Kontaktbereich zur Verbindung der beiden Anschlussbereiche des Trägerelements im thermischen Überlastzustand vorgesehen ist, dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement im zweiten Kontaktbereich eine elektrisch isolierende, thermisch aufschmelzbare Beschichtung aufweist, dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement mit seinem zweiten Kontaktbereich in - zumindest mittelbarem - thermischen Kontakt mit dem überspannungsschaltenden Bauelement steht, dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement mit seinem ersten Kontaktbereich elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich des Trägerelements verbunden ist, dass im Normalzustand der zweite Kontaktbereich des Verbindungselements durch die elektrisch isolierende Beschichtung elektrisch von dem zweiten Anschlussbereich des Trägerelements isoliert ist, und dass im Fall einer übermäßigen Erwärmung des überspannungsschaltenden Bauelements die elektrisch isolierende Beschichtung im zweiten Kontaktbereich aufschmilzt, derart, dass der zweite Kontaktbereich des elektrisch leitfähigen Verbindungselements und der zweite Anschlussbereich des Trägerelements elektrisch leitend miteinander verbunden sind, sodass insgesamt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlussbereichen des Trägerelements realisiert ist und damit das überspannungsschaltende Bauelement kurzgeschlossen ist.In addition to the overvoltage protection element, the invention also relates to a component arrangement for an overvoltage protection element. The component arrangement has an overvoltage-switching component and a carrier element, wherein the overvoltage-switching component has a first connection and a second connection, wherein the carrier element has a first connection area and a second connection area, and wherein the overvoltage-switching component is arranged on the carrier element and the first connection of the overvoltage-switching component is electrically conductively connected to the first connection area of the carrier element and the second connection of the overvoltage-switching component is electrically conductively connected to the second connection area of the carrier element. The object on which the invention is based is achieved in the component arrangement in that an electrically conductive connection element is provided with a first contact area and with a second contact area for connecting the two connection areas of the carrier element in the thermal overload state, that the electrically conductive connection element in the second contact area is an electrically insulating, thermally fusible coating, that the electrically conductive connecting element with its second contact area is in - at least indirect - thermal contact with the overvoltage-switching component, that the electrically conductive connecting element is electrically conductively connected with its first contact area to the first connection area of the carrier element, that in the normal state, the second contact area of the connecting element is electrically separated from the second connection area of the carrier by the electrically insulating coating element is insulated, and that in the event of excessive heating of the overvoltage-switching component, the electrically insulating coating in the second contact area melts in such a way that the second contact area of the electrically conductive connecting element and the second connection area of the carrier element are connected to one another in an electrically conductive manner, so that an electrically conductive Connection between the two connection areas of the carrier element is realized and thus the overvoltage switching component is short-circuited.

Sämtliche in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement gemachten Ausführungen in Bezug auf die Bauelementanordnung des Überspannungsschutzelements sind entsprechend analog auf die erfindungsgemäße Bauelementanordnung übertragbar und geltend entsprechend.All statements made in connection with the overvoltage protection element according to the invention in relation to the component arrangement of the overvoltage protection element can be transferred analogously to the component arrangement according to the invention and apply accordingly.

Im Einzelnen gibt es nun eine Mehrzahl an Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement und die erfindungsgemäße Bauelementanordnung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen untergeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

  • 1 ein Überspannungsschutzelement mit einer Bauelementanordnung,
  • 2 die Bauelementanordnung aus 1 im Querschnitt,
  • 3 ein Trägerelement mit Anschlussbereichen und Verbindungselement und
  • 4 das Trägerelement aus 3 mit Anschlussbereichen.
In detail, there are now a plurality of possibilities for designing and developing the overvoltage protection element according to the invention and the component arrangement according to the invention. For this purpose, reference is made to the claims that are subordinate to the independent claims and to the description of preferred exemplary embodiments in conjunction with the drawing. Show in the drawing
  • 1 an overvoltage protection element with a component arrangement,
  • 2 the component arrangement 1 in cross section,
  • 3 a carrier element with connection areas and connecting element and
  • 4th the carrier element 3 with connection areas.

In 1 dargestellt ist ein Überspannungsschutzelement 1 mit einer Bauelementanordnung 2. Die Bauelementanordnung 2 weist ein überspannungsschaltendes Bauelement 3 und ein Trägerelement 4 auf. Das Trägerelement 4 ist als Leiterplatte 5 ausgebildet, wohingegen das überspannungsschaltende Bauelement 3 als Gasableiter 6 realisiert ist. Der Gasableiter 6 weist einen ersten Anschluss 7 und einen zweiten Anschluss 8 auf, wobei die Leiterplatte 5 einen ersten Anschlussbereich 9 und einen zweiten Anschlussbereich 10 aufweist. Der zweite Anschlussbereich 10 ist in der 1 nicht sichtbar, da er durch den Gasableiter 6 verdeckt ist. Der erste Anschluss 7 des überspannungsschaltenden Bauelements 3 ist elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich 9 des Trägerelements 4 verbunden, wohingegen der zweite Anschluss 8 des überspannungsschaltenden Bauelements 3 mit dem zweiten Anschlussbereich 10 des Trägerelements 4 elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrisch leitenden Verbindungen sind dadurch realisiert, dass der Gasableiter 6 mit seinen Anschlüssen 7, 8 auf die Leiterplatte 5 aufgelötet ist.In 1 an overvoltage protection element is shown 1 with a component arrangement 2 . The component arrangement 2 has an overvoltage switching component 3 and a support element 4th on. The carrier element 4th is as a circuit board 5 formed, whereas the overvoltage switching component 3 as a gas discharge tube 6th is realized. The gas discharge tube 6th has a first port 7th and a second port 8th on, with the circuit board 5 a first connection area 9 and a second connection area 10 having. The second connection area 10 is in the 1 not visible as it is through the gas discharge tube 6th is covered. The first connection 7th of the overvoltage switching component 3 is electrically conductive to the first connection area 9 of the carrier element 4th connected, whereas the second connection 8th of the overvoltage switching component 3 with the second connection area 10 of the carrier element 4th is electrically connected. The electrically conductive connections are made by the gas discharge tube 6th with its connections 7th , 8th on the circuit board 5 is soldered on.

Die Bauelementanordnung 2 weist zudem ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement 11 auf. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, die einen Querschnitt der in 1 dargestellten Bauelementanordnung 2 zeigt, weist das elektrisch leitfähige Verbindungselement 11 einen ersten Kontaktbereich 12 und einen zweiten Kontaktbereich 13 auf. Im zweiten Kontaktbereich 13 weist das elektrisch leitfähige Verbindungselement 11 eine elektrisch isolierende, thermisch aufschmelzbare Beschichtung 14 auf. Zudem steht das elektrisch leitfähige Verbindungselement 11 mit seinem zweiten Kontaktbereich 13 in thermischem Kontakt zu dem überspannungsschaltenden Bauelement 3. Vorliegend ist das dadurch realisiert, dass der Gasableiter 6 und der zweite Kontaktbereich 13 des elektrisch leitfähigen Verbindungselement 11 in direktem Kontakt zueinander stehen. Bei einer Erwärmung des Gasableiters 6 wird die Wärme auf das elektrisch leitfähige Verbindungselement 11 übertragen.The component arrangement 2 also has an electrically conductive connecting element 11 on. Like in particular from 2 can be seen showing a cross section of the in 1 component arrangement shown 2 shows, has the electrically conductive connecting element 11 a first contact area 12 and a second contact area 13 on. In the second contact area 13 has the electrically conductive connecting element 11 an electrically insulating, thermally fusible coating 14th on. In addition, the electrically conductive connecting element is in place 11 with its second contact area 13 in thermal contact with the overvoltage switching component 3 . In the present case, this is achieved by the gas discharge tube 6th and the second contact area 13 of the electrically conductive connecting element 11 are in direct contact with each other. When the gas discharge tube heats up 6th the heat on the electrically conductive connecting element 11 transfer.

Das elektrisch leitfähige Verbindungselement 11 ist mit seinem ersten Kontaktbereich 12 elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich 9 der Leiterplatte 5 verbunden. Im thermischen Normalzustand, also dann, wenn es noch nicht zu einer unzulässigen Erwärmung des Gasableiters 6 gekommen ist, ist der zweite Kontaktbereich 13 des elektrisch leitfähigen Verbindungselements 11 durch die elektrisch isolierende Beschichtung 14 elektrisch von dem zweiten Anschlussbereich 10 der Leiterplatte 5 isoliert. Im thermischen Überlastzustand, also im Fall einer übermäßigen Erwärmung des Gasableiters 6 schmilzt die elektrisch isolierende Beschichtung 14 im zweiten Kontaktbereich 13 des elektrisch leitfähigen Verbindungselements 11 auf. Hierdurch wird der zweite Kontaktbereich 13 elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlussbereich 10 der Leiterplatte 5 verbunden. Insgesamt ist nun über das elektrisch leitfähige Verbindungselement 11 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlussbereich 9 und dem zweiten Anschlussbereich 10 des Trägerelements 4 realisiert, wodurch der Gasableiter kurzgeschlossen wird. Entsprechend wird dem in dem Gasableiter 6 brennenden Lichtbogen keine weitere Energie mehr zugeführt, es kommt zum Erlöschen des Lichtbogens.The electrically conductive connecting element 11 is with its first contact area 12 electrically conductive to the first connection area 9 the circuit board 5 connected. In the normal thermal state, i.e. when the gas arrester has not yet heated up excessively 6th is the second contact area 13 of the electrically conductive connecting element 11 through the electrically insulating coating 14th electrically from the second connection area 10 the circuit board 5 isolated. In the thermal overload condition, i.e. in the event of excessive heating of the gas discharge tube 6th the electrically insulating coating melts 14th in the second contact area 13 of the electrically conductive connecting element 11 on. This becomes the second contact area 13 electrically conductive with the second connection area 10 the circuit board 5 connected. Overall is now over the electrically conductive connecting element 11 an electrically conductive connection between the first connection area 9 and the second connection area 10 of the carrier element 4th realized, whereby the gas discharge tube is short-circuited. Corresponds to that in the gas discharge tube 6th no further energy is supplied to the burning arc, the arc is extinguished.

3 zeigt die Leiterplatte 5 mit den beiden Anschlussbereichen 9, 10 und dem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 11. Das elektrisch leitfähige Verbindungselement 11 ist als Metallflachdraht 15 realisiert und besteht aus Kupfer. Der Metallflachdraht 15 ist über seine gesamte Länge isolierend beschichtet. Der erste Kontaktbereich 12 wird durch die erste Schnittfläche 16 am ersten Ende 17 des Metallflachdrahtes 15 realisiert, hier weist der Metallflachdraht 15 keine Beschichtung auf. Die zweite Schnittfläche 18 am zweiten Ende 19 des Metallflachdrahtes 15 ragt über den zweiten Anschlussbereich 10 des Trägerelements 4 hinaus, sodass hier keine elektrisch leitfähige Verbindung realisiert ist. Im zweiten Kontaktbereich 13 ist der Metallflachdraht 15 mit der isolierenden Beschichtung 14 versehen. 3 shows the circuit board 5 with the two connection areas 9 , 10 and the electrically conductive connecting element 11 . The electrically conductive connecting element 11 is as flat metal wire 15th realized and made of copper. The flat metal wire 15th has an insulating coating over its entire length. The first contact area 12 is through the first cut surface 16 at the first end 17th of the flat metal wire 15th realized, here the flat metal wire 15th no coating on. The second cut surface 18th at the second end 19th of the flat metal wire 15th protrudes over the second connection area 10 of the carrier element 4th so that there is no electrically conductive connection. In the second contact area 13 is the flat metal wire 15th with the insulating coating 14th Mistake.

4 zeigt ein Trägerelement 4 mit einem ersten Anschlussbereich 9 und einem zweiten Anschlussbereich 10. In dem Trägerelement 4 ist eine Ausnehmung 20 ausgebildet, die zur Aufnahme des elektrisch leitfähigen Verbindungselements 11 dient. In 3 liegt der Metallflachdraht 15 in der Ausnehmung 20. Wie aus 4 ersichtlich, erstreckt sich die Ausnehmung 20 von dem ersten Anschlussbereich 9 zu dem zweiten Anschlussbereich 10 und über den zweiten Anschlussbereich 10 hinaus. Die Ausnehmung 20 ist entsprechend länger ausgebildet, als der Abstand der beiden Anschlussbereiche 9, 10 beträgt. Dadurch, dass sich die Ausnehmung 20 über den zweiten Anschlussbereich 10 hinaus erstreckt, also über diesen hinausragt, kann auf besonders elegante Art und Weise realisiert werden, dass das zweite Ende 19 des Metallflachdrahtes 15 nicht im zweiten Anschlussbereich 10 angeordnet ist. Da das zweite Ende 19 eine zweite Schnittfläche 18 aufweist, die nicht elektrisch isoliert ist, kann so auf einfache Weise sichergestellt werden, dass im thermischen Normalzustand kein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Verbindungselement 11 und dem zweiten Anschlussbereich 10 realisiert ist. Die Breite der Ausnehmung 20 ist hierbei an die Breite des Verbindungselements 11 angepasst. 4th shows a carrier element 4th with a first connection area 9 and a second connection area 10 . In the carrier element 4th is a recess 20th designed for receiving the electrically conductive connecting element 11 serves. In 3 lies the flat metal wire 15th in the recess 20th . How out 4th can be seen, the recess extends 20th from the first connection area 9 to the second connection area 10 and via the second connection area 10 out. The recess 20th is made longer than the distance between the two connection areas 9 , 10 amounts. By the fact that the recess 20th via the second connection area 10 extends beyond this, can be implemented in a particularly elegant way that the second end 19th of the flat metal wire 15th not in the second connection area 10 is arranged. Because the second end 19th a second cut surface 18th which is not electrically insulated, it can be ensured in a simple manner that in the normal thermal state there is no electrically conductive contact between the connecting element 11 and the second connection area 10 is realized. The width of the recess 20th is here to the width of the connecting element 11 customized.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
ÜberspannungsschutzelementOvervoltage protection element
22
BauelementanordnungComponent arrangement
33
überspannungsschaltendes Bauelementovervoltage switching component
44th
TrägerelementSupport element
55
LeiterplatteCircuit board
66th
GasableiterGas discharge tube
77th
erster Anschlussfirst connection
88th
zweiter Anschlusssecond connection
99
erster Anschlussbereichfirst connection area
1010
zweiter Anschlussbereichsecond connection area
1111
elektrisch leitfähiges Verbindungselementelectrically conductive connecting element
1212
erster Kontaktbereichfirst contact area
1313
zweiter Kontaktbereichsecond contact area
1414th
elektrisch isolierende, thermisch aufschmelzbare Beschichtungelectrically insulating, thermally fusible coating
1515th
MetallflachdrahtMetal flat wire
1616
erste Schnittflächefirst cut surface
1717th
erstes Ende des Metallflachdrahtesfirst end of the metal flat wire
1818th
zweite Schnittflächesecond cut surface
1919th
zweites Ende des Metallflachdrahtessecond end of the metal flat wire
2020th
AusnehmungRecess

Claims (10)

Überspannungsschutzelement (1), mit einer Bauelementanordnung (2) aufweisend ein überspannungsschaltendes Bauelement (3) und ein Trägerelement (4), wobei das überspannungsschaltende Bauelement (3) einen ersten Anschluss (7) und einen zweiten Anschluss (8) aufweist, wobei das Trägerelement (4) einen ersten Anschlussbereich (9) und einen zweiten Anschlussbereich (10) aufweist und wobei das überspannungsschaltende Bauelement (3) auf dem Trägerelement (4) angeordnet ist und der erste Anschluss (7) des überspannungsschaltenden Bauelements (3) elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich (9) des Trägerelements (4) verbunden ist und der zweite Anschluss (8) des überspannungsschaltenden Bauelements (3) elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) verbunden ist, wobei ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement (11) mit einem ersten Kontaktbereich (12) und mit einem zweiten Kontaktbereich (13) zur Verbindung der beiden Anschlussbereiche (9, 10) des Trägerelements (4) im thermischen Überlastzustand vorgesehen ist, wobei das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) im zweiten Kontaktbereich (13) eine elektrisch isolierende, thermisch aufschmelzbare Beschichtung (14) aufweist, wobei das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) mit seinem zweiten Kontaktbereich (13) in - zumindest mittelbarem - thermischen Kontakt mit dem überspannungsschaltenden Bauelement (3) steht, wobei das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) mit seinem ersten Kontaktbereich (12) elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich (9) des Trägerelements (4) verbunden ist, wobei im thermischen Normalzustand der zweite Kontaktbereich (13) des elektrisch leitfähigen Verbindungselements (11) durch die elektrisch isolierende Beschichtung (14) elektrisch von dem zweiten Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) isoliert ist, und wobei im thermischen Überlastzustand, also im Fall einer übermäßigen Erwärmung des überspannungsschaltenden Bauelements (3), die elektrisch isolierende Beschichtung (14) im zweiten Kontaktbereich (13) aufschmilzt, derart, dass der zweite Kontaktbereich (13) des elektrisch leitfähigen Verbindungselements (11) und der zweite Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, sodass insgesamt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlussbereichen (9, 10) des Trägerelements (4) realisiert ist und damit das überspannungsschaltende Bauelement (3) kurzgeschlossen ist.Overvoltage protection element (1), with a component arrangement (2) comprising an overvoltage-switching component (3) and a carrier element (4), the overvoltage-switching component (3) having a first connection (7) and a second connection (8), the Carrier element (4) has a first connection area (9) and a second connection area (10) and wherein the overvoltage-switching component (3) is arranged on the carrier element (4) and the first connection (7) of the overvoltage-switching component (3) is electrically conductive the first connection area (9) of the carrier element (4) is connected and the second connection (8) of the overvoltage-switching component (3) is electrically conductively connected to the second connection area (10) of the carrier element (4), an electrically conductive connection element (11 ) is provided with a first contact area (12) and with a second contact area (13) for connecting the two connection areas (9, 10) of the carrier element (4) in the thermal overload state, the electrically conductive connecting element (11) in the second contact area (13 ) has an electrically insulating, thermally fusible coating (14), the electrically conductive connection Element (11) with its second contact area (13) is in - at least indirect - thermal contact with the overvoltage switching component (3), the electrically conductive connecting element (11) with its first contact area (12) being electrically conductive with the first connection area (9 ) of the carrier element (4) is connected, wherein in the normal thermal state the second contact area (13) of the electrically conductive connection element (11) is electrically isolated from the second connection area (10) of the carrier element (4) by the electrically insulating coating (14), and in the thermal overload state, i.e. in the event of excessive heating of the overvoltage switching component (3), the electrically insulating coating (14) in the second contact area (13) melts in such a way that the second contact area (13) of the electrically conductive connecting element (11) and the second connection area (10) of the carrier element (4) is electrically conductive with one another r are connected, so that overall an electrically conductive connection is implemented between the two connection areas (9, 10) of the carrier element (4) and thus the overvoltage switching component (3) is short-circuited. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) als Leiterplatte (5) ausgebildet ist.Overvoltage protection element (1) Claim 1 , characterized in that the carrier element (4) is designed as a printed circuit board (5). Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das überspannungsschaltende Bauelement (3) als Gasableiter (6) ausgebildet ist.Overvoltage protection element (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the overvoltage switching component (3) is designed as a gas discharge tube (6). Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) als Metalldraht, insbesondere als Metallflachdraht (15) realisiert ist, oder dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) als Metalllitze realisiert ist.Overvoltage protection element (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the electrically conductive connecting element (11) is implemented as a metal wire, in particular as a flat metal wire (15), or that the electrically conductive connecting element (11) is implemented as a metal strand. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) eine Ausnehmung (20) zur Aufnahme des elektrisch leitfähigen Verbindungselements (11) aufweist, insbesondere dass sich die Ausnehmung (20) von dem ersten Anschlussbereich (9) zu dem zweiten Anschlussbereich (10) und über den zweiten Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) hinaus erstreckt, insbesondere dass die Länge der Ausnehmung (20) größer ist als der Abstand der beiden Anschlussbereiche (9, 10).Overvoltage protection element (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the carrier element (4) has a recess (20) for receiving the electrically conductive connecting element (11), in particular that the recess (20) extends from the first connection area (9) to the second connection area (10) and over the second connection area (10) of the carrier element (4) extends out, in particular that the length of the recess (20) is greater than the distance between the two connection areas (9, 10). Bauelementanordnung (2) für ein Überspannungsschutzelement (1), mit einem überspannungsschaltenden Bauelement (3) und mit einem Trägerelement (4), wobei das überspannungsschaltende Bauelement (3) einen ersten Anschluss (7) und einen zweiten Anschluss (8) aufweist, wobei das Trägerelement (4) einen ersten Anschlussbereich (9) und einen zweiten Anschlussbereich (10) aufweist und wobei das überspannungsschaltende Bauelement (3) auf dem Trägerelement (4) angeordnet ist und der erste Anschluss (7) des überspannungsschaltenden Bauelements (3) elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich (9) des Trägerelements (4) verbunden ist und der zweite Anschluss (8) des überspannungsschaltenden Bauelements (3) elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) verbunden ist, wobei ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement (11) mit einem ersten Kontaktbereich (12) und mit einem zweiten Kontaktbereich (13) zur Verbindung der beiden Anschlussbereiche (9, 10) des Trägerelements (4) im thermischen Überlastzustand vorgesehen ist, wobei das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) im zweiten Kontaktbereich (13) eine elektrisch isolierende, thermisch aufschmelzbare Beschichtung (14) aufweist, wobei das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) mit seinem zweiten Kontaktbereich (13) in - zumindest mittelbarem - thermischen Kontakt mit dem überspannungsschaltenden Bauelement (3) steht, wobei das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) mit seinem ersten Kontaktbereich (12) elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich (9) des Trägerelements (4) verbunden ist, wobei im thermischen Normalzustand der zweite Kontaktbereich (13) des elektrisch leitfähigen Verbindungselements (11) durch die elektrisch isolierende Beschichtung (14) elektrisch von dem zweiten Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) isoliert ist, und wobei im thermischen Überlastzustand, also im Fall einer übermäßigen Erwärmung des überspannungsschaltenden Bauelements (3), die elektrisch isolierende Beschichtung (14) im zweiten Kontaktbereich (13) aufschmilzt, derart, dass der zweite Kontaktbereich (13) des elektrisch leitfähigen Verbindungselements (11) und der zweite Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, sodass insgesamt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlussbereichen (9, 10) des Trägerelements (4) realisiert ist und damit das überspannungsschaltende Bauelement (3) kurzgeschlossen ist.Component arrangement (2) for an overvoltage protection element (1), with an overvoltage-switching component (3) and with a carrier element (4), the overvoltage-switching component (3) having a first connection (7) and a second connection (8), the Carrier element (4) has a first connection area (9) and a second connection area (10) and wherein the overvoltage-switching component (3) is arranged on the carrier element (4) and the first connection (7) of the overvoltage-switching component (3) is electrically conductive the first connection area (9) of the carrier element (4) is connected and the second connection (8) of the overvoltage-switching component (3) is electrically conductively connected to the second connection area (10) of the carrier element (4), an electrically conductive connection element (11 ) with a first contact area (12) and with a second contact area (13) for connecting the two connection areas (9, 10) of the carrier er element (4) is provided in the thermal overload state, the electrically conductive connecting element (11) in the second contact area (13) having an electrically insulating, thermally fusible coating (14), the electrically conductive connecting element (11) with its second contact area (13) ) is in - at least indirect - thermal contact with the overvoltage-switching component (3), the electrically conductive connecting element (11) being connected with its first contact area (12) in an electrically conductive manner to the first connection area (9) of the carrier element (4), wherein In the normal thermal state, the second contact area (13) of the electrically conductive connecting element (11) is electrically isolated from the second connection area (10) of the carrier element (4) by the electrically insulating coating (14), and in the thermal overload state, i.e. in the event of excessive heating of the overvoltage switching component (3), the electrically insulating coating (14) in the second contact area (13) melts in such a way that the second contact area (13) of the electrically conductive connecting element (11) and the second connection area (10) of the carrier element (4) are connected to one another in an electrically conductive manner, so that overall an electrically conductive connection is implemented between the two connection areas (9, 10) of the carrier element (4) and the overvoltage-switching component (3) is short-circuited . Bauelementanordnung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) als Leiterplatte (5) ausgebildet ist.Component arrangement (2) according to Claim 6 , characterized in that the carrier element (4) is designed as a printed circuit board (5). Bauelementanordnung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das überspannungsschaltende Bauelement (3) als Gasableiter (6) ausgebildet ist.Component arrangement (1) according to Claim 6 or 7th , characterized in that the overvoltage switching component (3) is designed as a gas discharge tube (6). Bauelementanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) als Metalldraht, insbesondere als Metallflachdraht (15) realisiert ist, oder dass das elektrisch leitfähige Verbindungselement (11) als Metalllitze realisiert ist.Component arrangement (1) according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the electrically conductive connecting element (11) is implemented as a metal wire, in particular as a flat metal wire (15), or that the electrically conductive connecting element (11) is implemented as a metal strand. Bauelementanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) eine Ausnehmung (20) zur Aufnahme des elektrisch leitfähigen Verbindungselements (11) aufweist, insbesondere dass sich die Ausnehmung (20) von dem ersten Anschlussbereich (9) zu dem zweiten Anschlussbereich (10) und über den zweiten Anschlussbereich (10) des Trägerelements (4) hinaus erstreckt, insbesondere dass die Länge der Ausnehmung (20) größer ist als der Abstand der beiden Anschlussbereiche (9, 10).Component arrangement (1) according to one of the Claims 6 to 9 , characterized in that the carrier element (4) has a recess (20) for receiving the electrically conductive connecting element (11), in particular that the recess (20) extends from the first connection area (9) to the second connection area (10) and over the second connection area (10) of the carrier element (4) extends out, in particular that the length of the recess (20) is greater than the distance between the two connection areas (9, 10).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4912592A (en) * 1987-05-01 1990-03-27 Cooper (Uk) Limited Gas-filled surge arrestor
EP0548587A1 (en) * 1991-12-24 1993-06-30 Cerberus Ag Overvoltage protection device
DE102008035903A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Epcos Ag Electrical gas filled overvoltage arrester, has short circuit device arranged at distance from electrodes using coatings applied on short circuit device such that electrodes are electrically insulated from each other
DE102011052689A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-14 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Over voltage protection apparatus for electric appliance, has evaluating device to determine whether gas discharge tube (GDT) is operated based on recognized current, and signaling device to indicate whether GDT is operated or damaged

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4912592A (en) * 1987-05-01 1990-03-27 Cooper (Uk) Limited Gas-filled surge arrestor
EP0548587A1 (en) * 1991-12-24 1993-06-30 Cerberus Ag Overvoltage protection device
DE102008035903A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Epcos Ag Electrical gas filled overvoltage arrester, has short circuit device arranged at distance from electrodes using coatings applied on short circuit device such that electrodes are electrically insulated from each other
DE102011052689A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-14 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Over voltage protection apparatus for electric appliance, has evaluating device to determine whether gas discharge tube (GDT) is operated based on recognized current, and signaling device to indicate whether GDT is operated or damaged

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